专利名称：一种太阳能圆竹预制房屋的供热系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能综合利用设备，尤其涉及一种太阳能圆竹预制房屋的 供热系统。
背景技术：
建筑中的采暖、制冷、空调和生活热水的能耗是巨大的，因此，人们一直在努力开 发研制太阳能空气集热技术。但现今国内的太阳能空气集热技术一般都是着重在对太阳能 的接收、转换技术上，对于它的传送等配套系统还是基于传统的管路设施，故而使用效果及 建设成本的降低并未见到有较大的改善。
发明内容本实用新型的目的是提供一种太阳能圆竹预制房屋的供热系统，其优化了太阳能 空气集热器的设计，从根本上改变传统的制造模式，对整个社会发展具有积极的意义。为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案一种太阳能圆竹预制房屋的供热系统，包括有一组太阳能集热器，用于为房屋供 热；由凿通的圆竹筒构成传导介质导管，通过连接件的连接将若干传导介质导管相互串通 而构成太阳能圆竹预制房屋的供热系统的输送管路；屋内的地面内铺设热风分配连箱，热 风分配连箱上开有通向房屋内的进气口 ；该组太阳能集热器的输出口经输送管路接至热风 分配连箱；房屋内上方开有排气口，该排气口经输送管路接至太阳能集热器的热空气介质 回路。所述热风分配连箱的上面是部分或全部为相变材料的储热地板。其中，一个太阳能集热器自成独立构件模块；由若干的太阳能集热器并或串联组 成一组，成为一整体承重构件；该整体承重构件通过连接件与房屋的承重构件连接。将两根或两根以上需实现加长或加宽连接的传导介质导管用“正8字型金属 箍-螺栓”锁紧连接件紧绑合加固。将两根或两根以上需实现十字交叉连接的传导介质导 管用“异8字型金属箍”锁紧连接件紧绑合加固。将需要与墙体板实现连接的传导介质导 管用“U型金属箍-螺栓”连接件加固连接。所述的太阳能集热器可以置于房屋的立墙上；亦可将太阳能集热器置于房屋顶 上，在房屋内上方出气口处安装强制进行循环的风机。本实用新型还可配置一太阳能集热器的热水导通系统，将凿通的圆竹筒制成外涂 覆绝热材料层、内覆防水隔音材料层的圆竹管件，若干圆竹管件连通形成为房屋内部提供 生活用热水的回路。如果所建房屋为圆竹制房屋更佳，在圆竹制房屋的基础构件中即可开通一条以上 的供热或供水输送管路，勿需再单独铺设。本实用新型提供的是一种新型太阳能集热器，其具有空气集热器和液体工质太阳 能集热器双重功能。将太阳能集热器产生的供热流体与房屋(圆竹房屋更佳)相结合，以去除竹节内横隔的圆竹筒为供热流体通路，设计产生了一套太阳能综合利用系统。该系统 根据家庭用热需求，通过控制设备切换，实现了冬季热风采暖，非采暖季通风除湿，并全年 提供家庭生活用热水。基本满足了家庭用热需求。同时，也解决了采暖系统在非采暖季的 热量不能利用获得热量所产生的过热问题，实现系统可靠运行，降低系统故障率，并提高系 统投资收益。 本实用新型的优点是1)我国有丰富的竹材资源，用圆竹竿为原料制造建筑用结构件(传导介质导管 等)，原料来源充足，价格便宜，可带来巨大的经济效益。2)竹材是环保可再生资源，可以替代传统的建筑材料，大幅减少碳排放，保护环
^Mi ο3)竹材的加工处理极为方便，构建该太阳能圆竹预制房屋的供热系统相对现有技 术而言省时省力。4)利用竹材自身的特性，可以实现大面积铺设导热管，加热更均衡、稳定。
图1为本实用新型太阳能圆竹预制房屋的供热系统结构及工作状态示意图(空气 集热器冬季采暖运行工况)。图2为本实用新型太阳能圆竹预制房屋的供热系统结构及工作状态示意图(空气 集热器通风除湿运行工况)。图3为本实用新型的储热地板一实施例结构示意图。图4为本实用新型中两根杆件捆绑连接示意图。图5为本实用新型中四根杆件捆绑连接示意图。图6为本实用新型中呈十字交叉连接的两杆件捆绑连接示意图。图7为本实用新型中杆件与围护结构板材的连接示意图。图8为本实用新型中带有防裂箍的杆件结构示意图。
以下结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细说明
具体实施方式
参阅图1、图2所示，本实用新型太阳能圆竹预制房屋的供热系统包括有一组用于 为房屋供热的太阳能集热器1，由凿通的圆竹筒构成传导介质导管，由相互串通的若干传导 介质导管构成太阳能圆竹预制房屋的供热系统的输送管路2。为使得供热的效果稳定而持久，本实用新型在屋内的地面铺设热风分配连箱3，热 风分配连箱的上面部分或全部为相变材料的储热地板4，热风分配连箱上(尾部位置为佳) 开有通向房屋内的进气口 5。该组太阳能集热器的输出口经输送管路接至热风分配连箱；房屋内上方开有排气 口 6，该排气口经输送管路接至太阳能集热器的热空气介质回路。所述的含相变材料的储热地板4即可为鹅卵石等无机材料，也可为低成本的化学 相变材料。图3示出了储热地板4的一实施例结构，其可以是在上下层的地板41、43间夹 置一层较厚的相变材料层42，一排或多排的传导介质导管44由相变材料层42穿过，这些传导介质导管44可以是并联排列，两端直接接入到太阳能圆竹预制房屋的供热系统的输 送管路2中；亦可呈蛇形串行导通，两端口与太阳能圆竹预制房屋的供热系统的输送管路2 相接。这样的设计，可以利用具有储热与热缓释功能的复合地板模块来实现室内均衡供热。 热源(由集热器转换的热空气)通过中空的圆竹筒时，将热量传递给相变储热材料，加热之 前呈固体状态的储热材料在吸收热量后变成粘稠态或液态，并将热量储存其中，这一过程 是一个吸热过程。当热源停止供热后(如夜间太阳能集热器不工作)，储热材料温度逐渐下 降，并从液态或粘稠态逐渐转变成固态，同时缓慢放出热量，这一过程是一个放热过程。由 储热材料释放的热量向上传递给地板，地板再将热量释放于室内，提高室内的温度。如果是 在房屋的最底层，则在该复合地板的下部配置隔热保温材料更好，使得热量不能往下传递， 防止热量丢失竹子是我国重要的、可持续利用的森林资源。由于其具有一次种植永续利用，3 6年即可成材、以及生长速度是木材的2 3倍等优势，是最具碳汇功能的生物质材料。如 果将竹子应用到建筑业中，可想而知，其经济效益是巨大的。本实用新型首先是将竹子运用 到供热的运输管路中，利用竹子的天然特性——中空，易弯曲等特性，只需将竹节凿通即可 联通单节竹竿；对于将多根圆竹结构件(加工处理后的圆竹竿)通过连接件实现加长、力口 宽、交叉连接或自身加强等，本实用新型设计了一套技术方案参阅图4至图6所示，本实用新型所举实施例中，通过采用“金属箍_螺栓”连接 件来实现圆竹结构件之间的固定连接。主要有以下几种方式①杆件(即指本实用新型供热系统输送管路中的传导介质导管)加宽、加长用“正 8字型金属箍-螺栓”序列，可以是单8、双8或叠8 (相当于两个8字中的一个环重叠在一 起)等等，或以多个8字型平行排列通过将两根或四根杆件捆绑在一起，达到杆件加长加 宽的目的。如图4所示实施例中，两杆件10捆绑的连接件采用0. 5 3mm厚的不锈钢片制 成的“正8字型金属箍-螺栓” 20，将两根杆件箍住，中间用螺栓紧固而成。四根杆件捆绑 连接采用Imm厚度的不锈钢片制成的“双正8字型金属箍-螺栓” 20 ；将四根圆竹杆件10 箍住，通过在箍中穿过紧固螺栓完成紧固连接(见图5)。杆件的加长可以采用相同方式在 不同的部位加捆绑紧固箍来实现。②对一些需实现十字交叉连接的杆件10采用“异8字型金属箍_螺栓”，是由两组 互相垂直的金属箍连接构成(各组中的环又可以其中一组是单环或双环正8字型金属箍)， 可采用将两个单环金属箍相套(垂向相接的双箍)，形成异8字型金属箍21来完成此类连 接。其中每个单环金属箍采用螺栓紧固方式，参见图6。③杆件10与房屋围护结构板材30(例如墙体板材、屋面板材等)的连接杆件 10与围护板材30之间的连接可采用U型金属箍连接件22，连接件与围护板材的紧固采用 螺栓紧固(见图7)。④结点防裂紧固环(金属防裂箍)在杆件10的相交结点，通常采用竹夹板与螺 栓穿透紧固连接。为了防止在结点受力时穿透竹竿的螺栓位移导致竹竿的顺纹和侧向劈 裂，需在杆件10中螺栓穿透点的上下方加由单环可调金属箍构成的防裂箍23 (见图8)，以 加强加固。对于形成供热系统输送管路的两段圆竹结构杆件的联通，可以在连接对应部位开 孔，由一段短节圆竹插入并周边密封处理即可实现联通。当然，亦可采用其他连接方式实现。通常，传统的金属管路中的管件连接是靠螺纹连接，连接处需缠绕一些密封用聚 四氟乙烯密封带等材料，或采用内橡胶圈等方式，时间一长，随着这些密封用材料的老化， 易发生管路的渗漏，维修时没有拆卸的足够空间，极为麻烦。而竹材易加工，易粘接，利用密 封胶等即可实现密封连接，安装及维护都极为方便。本实用新型太阳能圆竹预制房屋的供热系统应用的建筑房屋以全竹制的房屋为 更佳，但其他材质建筑的房屋也不限。当建筑房屋是由全竹所制时，其可直接将作为支撑或 墙体的横向、立向圆竹竿凿通，形成一条或多条供热系统的输送管路，同向的多条管路并联 同时使用，加大供热面积，还可在各条管路的管口加设开关阀，根据需求实现供热管路量的 调整。形成管路与墙面的一体化设计，而不需要再单独埋设管路(如传统技术)，故而，不仅 节省管路用材，且节省占用空间。而且可以大范围的开设多条通路，从而选择性、调节性更 强。本实用新型中，根据需求，可以是直接配备一个太阳能集热器，亦可是配备多个太 阳能集热器。每一个太阳能集热器可以自成独立构件模块。当需要一组多个太阳能集热器 时，将若干的太阳能集热器并或串联组成一组，成为一整体承重构件，与房屋(如圆竹房屋 的桁架等)的承重构件可以通过L型连接件与支撑基体连接，以承担太阳能集热器的自重。在采暖季，集热器利用太阳能加热空气介质产生热风，通过以圆竹筒构成的热风 导管，该导管将热风输送到设置在地面的热风分配连箱，再流过含有相变材料的储热地板， 经热空气出口连箱后排到室内。热风流过储热地板，部分热能储存在储热地板中，全天通过 地板缓慢以低温辐射采暖方式保证房间采暖舒适度。系统采暖工况参见图1。如图2所示，本实用新型还可加设一通向室外的排气窗7，该排气窗与太阳能集热 器的热空气介质回路一起构成通风除湿的排气通路。非采暖季，可以利用空气集热器产生 热风抽吸效应，将室内空气经集热器的排气窗7加热排到室外，加强室内的换气量，增强室 内通风，具有通风除湿的功能。集热器安装位置根据房屋具体格局可以自行放置。例如可以在朝南的立墙上或安 装在屋顶上(见图1所示)。若安装在立墙上时，可以借助热风自然循环动力，不依赖外部 动力工作。若安装在屋顶上时，需要安装风机进行强制循环。图1、图2中的箭头方向代表 介质流动方向。其中，在太阳能的热介质传输回路中，必要时加装回流动力装置，例如低速风机或 低压水泵等小型设施，高效利用太阳能。此外，太阳能集热器模块具有太阳能平板集热器的功能，利用集热器吸热板芯可 将太阳能转换成热能加热液体循环工质，全年为家庭提供生活热水。热水系统采用间接闭 式分体式结构，具有与建筑一体化特点，并以圆竹筒作为部分导流管道，实现材料环保、较 高用水舒适度等。在所述凿通的圆竹筒制成涂覆绝热材料层的圆竹管件，若干圆竹管件连 通形成为房屋内部提供生活用热水的回路。上述各实施例可在不脱离本实用新型的范围下加以若干变化，故以上的说明所包 含及附图中所示的结构应视为例示性，而非用以限制本实用新型申请专利的保护范围。
权利要求一种太阳能圆竹预制房屋的供热系统，包括有一组太阳能集热器，用于为房屋供热；其特征在于由凿通的圆竹筒构成传导介质导管，通过连接件的连接将若干传导介质导管相互连通而构成太阳能圆竹预制房屋的供热系统的输送管路；屋内的地面铺设热风分配连箱，热风分配连箱上开有通向房屋内的进气口；该组太阳能集热器的输出口经输送管路接至热风分配连箱；房屋内上方开有排气口，该排气口经输送管路接至太阳能集热器的热空气介质回路。
2.根据权利要求1所述的太阳能圆竹预制房屋的供热系统，其特征在于所述热风分 配连箱的上面是部分或全部为相变材料的储热地板。
3.根据权利要求1所述的太阳能圆竹预制房屋的供热系统，其特征在于其中，一个太 阳能集热器自成独立构件模块；由若干的太阳能集热器并或串联组成一组，成为一整体承 重构件；该整体承重构件通过连接件与房屋的承重构件连接。
4.根据权利要求1所述的太阳能圆竹预制房屋的供热系统，其特征在于将两根或两 根以上需实现加长或加宽连接的传导介质导管用“正8字型金属箍-螺栓”锁紧连接件紧 绑合加固；将两根或两根以上需实现十字交叉连接的传导介质导管用“异8字型金属箍”锁 紧连接件紧绑合加固；将需要与墙体板实现连接的传导介质导管用“U型金属箍-螺栓”连 接件加固连接。
5.根据权利要求1所述的太阳能圆竹预制房屋的供热系统，其特征在于所述的太阳 能集热器置于房屋的屋顶或立墙上；所述的太阳能集热器置于房屋顶上时，在房屋内上方 热介质回路出气口处安装强制进行循环的风机。
6.根据权利要求1所述的太阳能圆竹预制房屋的供热系统，其特征在于加设一通向 室外的排气窗，该排气窗与太阳能集热器的热空气介质回路一起构成通风除湿的排气通 路。
7.根据权利要求1所述的太阳能圆竹预制房屋的供热系统，其特征在于还配置一太 阳能集热器的热水导通系统，所述凿通的圆竹筒制成外涂覆绝热材料层、内覆防水隔音材 料层的圆竹管件，若干圆竹管件连通形成为房屋内部提供生活用热水的回路。
8.根据权利要求1所述的太阳能圆竹预制房屋的供热系统，其特征在于所述的房屋 为圆竹制房屋，在圆竹制房屋的基础构件中开通一条以上的供热或供水输送管路。
9.根据权利要求1所述的太阳能圆竹预制房屋的供热系统，其特征在于在预制房屋 的供热系统的输送管路中加装回流动力装置，该回流动力装置为低速风机或低压水泵回流 动力装置。
专利摘要本实用新型公开了一种太阳能圆竹预制房屋的供热系统，该太阳能圆竹预制房屋的供热系统包括有一组太阳能集热器，用于为房屋供热；由凿通的圆竹筒构成传导介质导管，通过连接件的连接将若干传导介质导管相互串通而构成太阳能圆竹预制房屋的供热系统的输送管路；屋内的地面内铺设热风分配连箱，热风分配连箱上开有通向房屋内的进气口；该组太阳能集热器的输出口经输送管路接至热风分配连箱；房屋内上方开有排气口，该排气口经输送管路接至太阳能集热器的热空气介质回路。其优化了太阳能空气集热器的设计，从根本上改变传统的制造模式，利用环保可再生资源竹材制作系统的传输管路，可以大幅减少碳排放，保护环境，且加热均衡、稳定。
文档编号E04F15/00GK201772558SQ20102050822
公开日2011年3月23日 申请日期2010年8月27日 优先权日2010年8月27日
发明者朱敦智, 王戈, 王正, 程海涛, 高黎 申请人:国际竹藤网络中心